喷墨头以及喷墨记录装置

文档序号:722663 发布日期:2021-04-16 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 喷墨头以及喷墨记录装置 (Ink jet head and ink jet recording apparatus ) 是由 丸林纯 于 2018-09-07 设计创作,主要内容包括:本发明提供能够有效地抑制由驱动基板的热引起的图像品质降低的喷墨头以及喷墨记录装置。喷墨头具备:墨喷出部,所述墨喷出部在墨喷出面设置有喷出墨的喷嘴的开口部,并具有进行用于从喷嘴的开口部喷出墨的动作的动作元件;驱动基板,所述驱动基板设置有用于驱动动作元件的驱动电路;以及墨盒,所述墨盒储存向墨喷出部供给的墨,墨盒以该墨盒的外表面中的规定的面沿着驱动基板设置且驱动基板的热传递到规定的面的方式设置。(The invention provides an ink jet head and an ink jet recording apparatus capable of effectively suppressing image quality reduction caused by heat of a driving substrate. The ink jet head includes: an ink ejecting section having an opening of a nozzle for ejecting ink on an ink ejecting surface and having an operating element for performing an operation for ejecting ink from the opening of the nozzle; a drive substrate provided with a drive circuit for driving an operation element; and an ink cartridge that stores ink to be supplied to the ink ejection portion, the ink cartridge being provided such that a predetermined surface of an outer surface of the ink cartridge is provided along the drive substrate and heat of the drive substrate is transferred to the predetermined surface.)

喷墨头以及喷墨记录装置

技术领域

本发明涉及喷墨头以及喷墨记录装置。

背景技术

以往,有通过从设置于喷墨头的墨喷出面的喷嘴的开口部喷出墨并使其落在所希望的位置来形成图像的喷墨记录装置。喷墨记录装置的喷墨头具备墨喷出部,该墨喷出部根据使与喷嘴连通的墨储存部内的压力变动的压电元件这样的动作元件的动作,从喷嘴的开口部喷出墨。另外,喷墨头通常具备设置有用于驱动动作元件的驱动电路的驱动基板(例如,专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-004767号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是,若驱动基板的温度由于驱动电路的工作热而上升,则该驱动基板的热传递到墨喷出部内的墨而使得墨的粘度降低,从而不能进行适当的墨喷出,或者墨喷出部由于驱动基板的热而膨胀,使得喷嘴的位置发生变动,因此,导致记录图像的图像品质降低。

本发明的目的在于提供能够有效地抑制由驱动基板的热引起的图像品质降低的喷墨头以及喷墨记录装置。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的,在技术方案1所述的喷墨头的发明中,所述喷墨头具备:

墨喷出部,所述墨喷出部在墨喷出面设置有喷出墨的喷嘴的开口部,并具有进行用于从所述喷嘴的开口部喷出墨的动作的动作元件;

驱动基板,所述驱动基板设置有用于驱动所述动作元件的驱动电路;以及

墨盒,所述墨盒储存向所述墨喷出部供给的墨,

所述墨盒以该墨盒的外表面中的规定的面沿着所述驱动基板设置且所述驱动基板的热传递到所述规定的面的方式设置。

技术方案2所述的发明在技术方案1所述的喷墨头中,

所述驱动基板在所述墨喷出部的与所述墨喷出面相反的一侧沿着与所述墨喷出面交叉的方向设置。

技术方案3所述的发明在技术方案1或2所述的喷墨头中,

在所述墨盒设置有:

盒内流路,所述盒内流路供向所述墨喷出部供给的墨在规定的供给方向上流动;以及

第一过滤器,所述第一过滤器在所述盒内流路的内部沿着所述规定的面设置并供在所述盒内流路中流动的墨通过。

技术方案4所述的发明在技术方案3所述的喷墨头中,

所述盒内流路具有:

上游侧墨室,所述上游侧墨室在所述供给方向上与所述第一过滤器的上游侧相邻;以及

下游侧墨室,所述下游侧墨室在所述供给方向上与所述第一过滤器的下游侧相邻,

在所述第一过滤器的所述规定的面侧设置有所述上游侧墨室。

技术方案5所述的发明在技术方案3所述的喷墨头中,

所述盒内流路具有:

上游侧墨室,所述上游侧墨室在所述供给方向上与所述第一过滤器的上游侧相邻;以及

下游侧墨室,所述下游侧墨室在所述供给方向上与所述第一过滤器的下游侧相邻,

在所述第一过滤器的所述规定的面侧设置有所述下游侧墨室。

技术方案6所述的发明在技术方案3~5中任一项所述的喷墨头中,

所述墨喷出部具有供从所述盒内流路流入的墨的一部分流出的流出口,

该喷墨头具备将从所述墨喷出部的所述流出口流出的墨引导到该喷墨头的外部的墨排出流路。

技术方案7所述的发明在技术方案6所述的喷墨头中,

所述喷墨头具备:

旁通流路,所述旁通流路将所述盒内流路与所述墨排出流路以不经由所述墨喷出部的方式连接;

第二过滤器,所述第二过滤器设置在所述旁通流路的内部,供在该旁通流路中流动的墨通过;以及

逆流防止构件,所述逆流防止构件设置在所述墨排出流路中的与所述旁通流路连接的连接位置和所述墨排出流路的出口之间,不使墨在与朝向所述出口的方向相反的方向上通过。

技术方案8所述的发明在技术方案7所述的喷墨头中,

所述旁通流路设置在所述墨盒的内部,

所述第一过滤器和所述第二过滤器一体地设置。

技术方案9所述的发明在技术方案3~8中任一项所述的喷墨头中,

所述喷墨头具备将所述墨盒能够装卸地固定的安装部件。

技术方案10所述的发明在技术方案1~9中任一项所述的喷墨头中,

在所述墨盒与所述驱动基板之间,设置有覆盖所述驱动基板的至少一部分的罩部件,

在所述罩部件与所述墨盒之间,设置有与所述罩部件以及所述墨盒接触的散热部件。

技术方案11所述的发明在技术方案1~10中任一项所述的喷墨头中,

所述驱动电路工作时的从所述驱动基板的一个面散热的散热量大于从所述驱动基板的另一个面散热的散热量,

所述墨盒设置在所述驱动基板的所述一个面侧。

另外,为了实现上述目的,技术方案12所述的喷墨记录装置的发明具备技术方案1~11中任一项所述的喷墨头。

发明的效果

根据本发明,具有能够有效地抑制由驱动基板的热引起的图像品质降低的效果。

附图说明

图1是表示喷墨记录装置的概略结构的图。

图2是表示喷墨头单元的结构的示意图。

图3是喷墨头的立体图。

图4是表示喷墨头的沿着YZ平面的截面的图。

图5是表示墨喷出部的结构的放大示意剖视图。

图6是表示喷墨头的沿着XY平面的截面的图。

图7是表示墨盒的内部结构的喷墨头的立体图。

图8A是表示图7中的位置X1处的沿着YZ平面的墨盒的截面的图。

图8B是表示图7中的位置X2处的沿着YZ平面的墨盒的截面的图。

图8C是表示图7中的位置X3处的沿着YZ平面的墨盒的截面的图。

图9是说明喷墨头中的墨的流动路径的示意图。

图10是表示墨循环机构的结构的示意图。

图11是表示喷墨记录装置的主要的功能结构的框图。

图12是表示变形例的下游侧墨室中的墨的流动方向的图。

具体实施方式

以下,基于附图对本发明的喷墨头以及喷墨记录装置的实施方式进行说明。

图1是表示作为本发明的实施方式的喷墨记录装置1的概略结构的图。

喷墨记录装置1具备输送部2和喷墨头单元3等。

输送部2具备通过以沿图1的X方向延伸的旋转轴为中心进行旋转的2根输送辊2a、2b支承内侧的环形的输送带2c。输送部2在记录介质M载置于输送带2c的输送面上的状态下,输送辊2a根据省略图示的输送电机的动作而旋转,输送带2c环绕移动,从而将记录介质M向输送带2c的移动方向(输送方向;图1的Y方向)输送。

记录介质M可以是被裁切成一定尺寸的单张纸。记录介质M通过省略图示的供纸装置被供给到输送带2c上,在从喷墨头单元3喷出墨而记录图像之后,从输送带2c向规定的排纸部排出。需要说明的是,作为记录介质M,也可以使用卷筒纸。另外,作为记录介质M,除了普通纸、涂敷纸这样的纸之外,还可以使用布帛或片状的树脂等能够使落在表面的墨定影的各种介质。

喷墨头单元3基于图像数据以适当的定时向由输送部2输送的记录介质M喷出墨来记录图像。在本实施方式的喷墨记录装置1中,分别与黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)这四种颜色的墨对应的四个喷墨头单元3以从记录介质M的输送方向上游侧起按照Y、M、C、K的颜色顺序以规定的间隔排列的方式排列。需要说明的是,喷墨头单元3的数量也可以是三个以下或五个以上。

图2是表示喷墨头单元3的结构的示意图,是从与输送带2c的输送面相对的一侧观察喷墨头单元3的俯视图。喷墨头单元3具有:板状的支承部3a和以与设置于支承部3a的贯通孔嵌合的状态固定于支承部3a的多个(在此为八个)喷墨头100。喷墨头100以设置有喷嘴111的开口部的墨喷出面112从支承部3a的贯通孔朝向-Z方向露出的状态固定于支承部3a。

在喷墨头100中,多个喷嘴111在与记录介质M的输送方向交叉的方向(在本实施方式中为与输送方向正交的宽度方向、即X方向)上等间隔地分别排列。在本实施方式中,各喷墨头100具有四个在X方向上等间隔地一维排列的喷嘴111的列(喷嘴列)。这四个喷嘴列配置成X方向上的位置相互错开,以使喷嘴111的X方向上的位置不重叠。需要说明的是,喷墨头100具有的喷嘴列的数量不限于四个,也可以是三个以下或五个以上。

喷墨头单元3中的八个喷墨头100以喷嘴111的X方向上的配置范围连续的方式配置成交错格子状。喷墨头单元3所包含的喷嘴111的X方向上的配置范围覆盖由输送带2c输送的记录介质M中的能够记录图像的区域在X方向上的宽度。喷墨头单元3在记录图像时位置被固定而使用,通过根据记录介质M的输送而从喷嘴111向输送方向上的规定间隔(输送方向间隔)的各位置喷出墨,从而以单通路方式记录图像。

图3是喷墨头100的立体图。

喷墨头100具备:在内部收纳具有墨喷出面112的墨喷出部10(图4)的外装部件51;在外装部件51的上端与外装部件51嵌合的罩部件52;安装于将罩部件52的外侧的一部分覆盖的位置的墨盒60;从外部供给墨的入口71(墨供给口);以及将墨向外部排出的出口72(墨排出口)等。

外装部件51具有:供向墨喷出部10的墨的流入口101(图9)供给的墨流入的孔口(orifice)511(图7);以及供从墨喷出部10的流出口102(图9)流出的墨排出的孔口512(图7)。另外,在外装部件51设置有用于将喷墨头100安装于喷墨头单元3的支承部3a的多个安装孔513。

外装部件51以及罩部件52的材质并未特别限定,例如可以使用机械强度以及针对墨的耐化学品性优异的PPS树脂等各种树脂、金属、合金等。

入口71以及出口72设置在罩部件52的长度方向上的两端。即,入口71设置在罩部件52的+X方向侧,出口72设置在罩部件52的-X方向侧。

墨盒60的一端侧与入口71连接,并且另一端侧与出口72连接,储存从入口71流入的墨,将该墨向外装部件51内的墨喷出部10供给。另外,墨盒60以将上述一端侧与另一端侧之间连接的平板状的部分(主要储存墨的部分)覆盖罩部件52的前方侧的面(朝向+Y方向侧的面)的上半部分的方式设置。

墨盒60具有:构成上述平板状的部分的前方侧(+Y方向侧)的盖部602;与盖部602相向的基部601;以及从基部601的X方向两端向下方延伸并固定于外装部件51的固定部603。其中,固定部603通过多个安装螺钉54(安装部件)能够装卸地固定于外装部件51。即,墨盒60能够从喷墨头100拆卸而进行更换。

图4是表示图3的喷墨头100的沿着YZ平面的截面的图。

如图4所示,在由外装部件51以及罩部件52构成的内部空间中,收纳有下表面成为墨喷出面112的墨喷出部10、与墨喷出部10连接的配线部件40以及连接有配线部件40的驱动基板30等。

另外,在罩部件52的前方侧的面,以该面的上半部分相比下半部分向-Y方向侧偏移的方式设置有台阶,墨盒60以收纳于该台阶的方式安装。详细而言,墨盒60设置成,收纳在与罩部件52的前方侧的面中的下半部分所成的平面相比靠-Y方向侧的范围内。通过这样的结构,能够在不增大Y方向上的喷墨头100的宽度的情况下设置墨盒60。

驱动基板30在墨喷出部10的与墨喷出面112相反的一侧(即+Z方向侧),沿着与墨喷出部10的墨喷出面112交叉的方向(在本实施方式中,与墨喷出面112垂直的垂直方向、即+Z方向)设置。详细而言,驱动基板30以配置于这样的朝向以及位置的方式,通过省略图示的固定部件固定相对于罩部件52的相对位置。另外,驱动基板30以除上端的一部分之外的部分被罩部件52覆盖的方式配置。

驱动基板30是在玻璃环氧基板这样的绝缘性的基材的表面形成有金属的电路配线的刚性基板。需要说明的是,驱动基板30也可以在能够相对于罩部件52稳定地固定的范围内具有挠性。

墨喷出部10具有:设置有喷嘴111并构成墨喷出面112的喷嘴基板11(喷嘴板);被层叠于喷嘴基板11的+Z方向侧,并设置有进行用于从喷嘴111的开口部喷出墨的动作的致动器(动作元件)的致动器基板12;以及临时储存向致动器基板12供给的墨的共用墨室13(共用液室)。墨从墨盒60经由孔口511流入共用墨室13。

图5是表示墨喷出部10的结构的放大示意剖视图。在图5中,示出包括图2所示的四个喷嘴列分别包含的四个喷嘴111的截面。

由喷嘴基板11以及致动器基板12构成的喷墨头芯片HC为用于从喷嘴111喷出墨的结构,层叠形成有多个、在此为四张板状的基板。喷墨头芯片HC中的最下方的基板是喷嘴基板11。在喷嘴基板11上设置有多个喷嘴111,能够从该喷嘴111的开口部与喷嘴基板11的露出面(墨喷出面112)大致垂直地喷出墨。在喷嘴基板11的与墨喷出面112相反的一侧,朝向上方依次粘接并层叠有压力室基板12a(腔室板)、间隔基板12b以及配线形成基板12c。由压力室基板12a、间隔基板12b以及配线形成基板12c构成致动器基板12。

在喷墨头芯片HC设置有与喷嘴111连通的墨流路,在配线形成基板12c的露出侧(上方侧)的面开口。在该配线形成基板12c的露出面上,以覆盖所有的开口的方式设置有共用墨室13。详细而言,共用墨室13具有第一共用墨室131和设置在第一共用墨室131的下层(-Z方向侧)的第二共用墨室132,其中,第二共用墨室132与墨流路的所有的开口共用地连通。第二共用墨室132内的墨从配线形成基板12c的开口向各喷嘴111供给。

在墨流路的中途设置有压力室121。压力室121在上下方向上贯通压力室基板12a而设置,压力室121的上表面由设置在压力室基板12a与间隔基板12b之间的振动板122形成。通过经由振动板122与压力室121相邻地设置的收纳部124内的压电元件123(致动器、动作元件)的位移(变形)而使振动板122(压力室121)变形,从而对压力室121内的墨赋予压力变化。通过对压力室121内的墨赋予适当的压力变化,从而墨流路内的墨从与压力室121连通的喷嘴111作为液滴而被喷出。

保持基板133与喷墨头芯片HC的上表面接合,保持共用墨室13。在保持基板133上设置有与第二共用墨室132的下表面的开口大致相同的大小以及形状的开口,第二共用墨室132内的墨通过第二共用墨室132的下表面的开口以及保持基板133的开口向喷墨头芯片HC的上表面供给。

配线部件40例如是FPC(Flexible Printed Circuits:柔性印刷电路)等,与配线形成基板12c的表面的配线层127连接。压电元件123通过经由该配线层127向收纳部124内的配线126以及连接部125传递的驱动信号而进行位移动作。配线部件40从喷墨头芯片HC的前方侧(+Y方向侧)以及后方侧(-Y方向侧)分别各一个地贯通保持基板133而被引出。如图4所示,上述一对配线部件40经由分别设置于驱动基板30的+Y方向侧的面(以下,也记为前表面)以及-Y方向侧的面(以下,也记为后表面)的第一连接器32,分别与驱动基板30的前表面的电路配线以及后表面的电路配线连接。

如图4所示,在驱动基板30的前表面,除第一连接器32之外,还安装有驱动元件31、第二连接器33等。

驱动元件31接收从喷墨记录装置1的控制部20(图11)、喷墨头单元3的驱动控制电路81(图11)经由第二连接器33供给的控制信号,根据来自各喷嘴111的墨喷出动作、非喷出动作,将压电元件123的适当的驱动信号向驱动基板30上的配线输出。驱动元件31由IC(Integrated Circuit:集成电路)等构成。另外,在驱动基板30上,除驱动元件31之外,还安装有通过电路配线与驱动元件31直接或间接地连接的未图示的各种电子器件。由这些电子器件以及驱动元件31构成用于驱动作为动作元件的压电元件123的“驱动电路”。

构成驱动电路的驱动元件31、电子器件的大部分安装于驱动基板30的前表面。来自驱动电路的驱动信号的一部分经由设置于驱动基板30的前表面的电路配线向前表面侧的第一连接器32供给。另外,前表面侧的电路配线的一部分经由通孔等与背面侧的电路配线导通,来自驱动电路的驱动信号的一部分经由引绕到该背面侧的电路配线向背面侧的第一连接器32供给。

另外,通过将驱动元件31、电子器件的大部分安装于驱动基板30的前表面,驱动电路工作时的从驱动基板30的前表面散热的散热量大于从后表面散热的散热量。

图6是表示喷墨头100的、通过驱动元件31的位置处的沿着XY平面的截面的图。

如图6所示,罩部件52具有:与驱动基板30的前表面相向且沿着该前表面设置的平面部分521;与驱动基板30的后表面相向且以沿着该后表面的方式设置的平面部分522;以及将这些平面部分521、522连接且覆盖驱动基板30的侧方的侧面部分523,罩部件52覆盖驱动基板30的除第二连接器33的附近部分之外的大部分。

另外,如图4以及图6所示,墨盒60沿着罩部件52中的覆盖驱动基板30的前表面侧的平面部分521设置。即,对于墨盒60而言,该墨盒60的外表面中的与罩部件52相向的相向面60a(朝向-Y方向的面)(规定的面)沿着驱动基板30设置。

另外,在墨盒60的相向面60a与罩部件52的平面部分521之间,设置有与墨盒60以及罩部件52接触的片状的散热部件53。作为散热部件53,可以使用导热系数比空气高的任意的部件,但优选使用硅酮、丙烯酸树脂这样的具有高导热系数的部件,以使热从罩部件52向墨盒60高效地传递。

这样,墨盒60以从驱动基板30放射的热经由罩部件52以及散热部件53传递到相向面60a的方式设置。即,墨盒60也作为受到驱动基板30的热而向外部排出的散热器发挥作用。从驱动基板30传递到了墨盒60的热的一部分从墨盒60的外表面向外部空间排出,另外,从墨盒60经由外装部件51向喷墨头单元3的支承部3a排出。另外,传递到了墨盒60的热的一部分传递到墨盒60内的墨,经由后述的墨的流动路径与墨一起从出口72排出。

另外,如图6所示,在墨盒60的基部601中的+X方向侧的端部,设置有沿+Z方向延伸的筒状的贯通孔,该贯通孔构成墨供给流路711。该墨供给流路711的一侧的端部与入口71连接,另一侧的端部与后述的开口A1(图7)连接。

另一方面,在墨盒60的基部601中的-X方向侧的端部,设置有沿+Z方向延伸的筒状的贯通孔,该贯通孔构成墨排出流路721。该墨排出流路721的一侧的端部与外装部件51的孔口512连接,另一侧的端部与出口72连接。

在此,参照图4、图6、图7以及图8A~图8C,对墨盒60的内部结构以及该内部结构中的墨的流动路径进行说明。

图7是表示墨盒60的内部结构的喷墨头100的立体图。在图7中,构成墨盒60的外表面的部件被描绘为透明。

图8A是表示图7中的位置X1处的沿着YZ平面的墨盒60的截面的图。

图8B是表示图7中的位置X2处的沿着YZ平面的墨盒60的截面的图。

图8C是表示图7中的位置X3处的沿着YZ平面的墨盒60的截面的图。

在图7、图8A~图8C中,用箭头表示墨的流动方向。

在墨盒60的内部设置有:沿着相向面60a设置的平板状的过滤器61(第一过滤器、第二过滤器);由过滤器61分隔的上游侧墨室62和下游侧墨室63;与下游侧墨室63连通的引绕流路64;由过滤器61(第二过滤器)分隔的上游侧辅助墨室65和下游侧辅助墨室66;与下游侧辅助墨室66连通的连通流路67;与入口71连通的墨供给流路711(图6);以及与出口72连通的墨排出流路721等。

如图4、图6、图7以及图8A所示,上游侧墨室62以及下游侧墨室63是沿着相向面60a的平坦的大致长方体形状的墨室,墨能够经由设置在上游侧墨室62与下游侧墨室63之间的过滤器61从上游侧墨室62向下游侧墨室63移动。上游侧墨室62与过滤器61的-Y方向侧(相向面60a侧)相邻地设置,下游侧墨室63与过滤器61的+Y方向侧相邻地设置。

过滤器61是用于捕捉混入墨中的异物而对墨进行过滤的部件。过滤器61的材质只要具有能够捕捉异物的大小的网状结构即可,并未特别限定,例如可以使用用不锈钢织成的部件、由聚丙烯等树脂纤维形成的无纺布等。

过滤器61中的设置在上游侧墨室62与下游侧墨室63之间的部分构成“第一过滤器”。

如图7所示,在上游侧墨室62中的+X方向侧的侧面的下端,设置有与墨供给流路711连通的开口A1。墨从入口71经由墨供给流路711以及开口A1流入上游侧墨室62。

另外,如图7以及图8B所示,在下游侧墨室63的上表面(+Z方向侧的面)中的-X方向侧的端部,设置有与引绕流路64连通的开口A2。

在上游侧墨室62以及下游侧墨室63中,如图7、图8A以及图8B的箭头a1所示,墨从上游侧墨室62通过过滤器61向下游侧墨室63移动,并且从开口A1朝向开口A2向-X方向以及+Z方向流动。

如图7、图8A以及图8B所示,引绕流路64具有:在上游侧墨室62及下游侧墨室63的上部沿+X方向延伸的第一部分;以及从第一部分的+X方向侧的端部在上游侧墨室62及下游侧墨室63的+X方向侧的侧方沿向下方向(-Z方向)延伸的第二部分,第二部分的端部与设置于外装部件51的孔口511连接。孔口511与墨喷出部10的共用墨室13连通。这样,引绕流路64将从下游侧墨室63流入的墨向+X方向(图7、图8A以及图8B的箭头a2)以及-Z方向引绕并引导至孔口511。

由上述的上游侧墨室62、下游侧墨室63以及引绕流路64构成“盒内流路F1”(图9)。盒内流路F1中的、从上游侧墨室62经过下游侧墨室63、引绕流路64朝向孔口511的墨的流动方向相当于“规定的供给方向”。

另外,如图7所示,在上游侧墨室62以及下游侧墨室63的-X方向侧,设置有上游侧辅助墨室65以及下游侧辅助墨室66。上游侧辅助墨室65以及下游侧辅助墨室66是沿着相向面60a的平坦的大致长方体形状的墨室,具有与上游侧墨室62以及下游侧墨室63相同的厚度(Y方向上的长度)以及高度(Z方向上的长度),宽度(X方向上的长度)比上游侧墨室62以及下游侧墨室63小。上游侧辅助墨室65通过与基部601一体地设置的第一分隔部件681与上游侧墨室62分隔,下游侧辅助墨室66通过与盖部602一体地设置的第二分隔部件682与下游侧墨室63分隔。

如图7以及图8C所示,在第一分隔部件681的上端部设置有开口A3。因此,流入到了上游侧墨室62的墨中的向下游侧墨室63侧移动之前的墨的一部分如图7以及图8C的箭头a3所示,经由开口A3流入上游侧辅助墨室65。

流入到了上游侧辅助墨室65的墨通过过滤器61向下游侧辅助墨室66移动。

过滤器61中的设置在上游侧辅助墨室65与下游侧辅助墨室66之间的部分构成“第二过滤器”。

在本实施方式中,设置在上游侧墨室62与下游侧墨室63之间的“第一过滤器”和该“第二过滤器”由单一的过滤器61构成。换言之,“第一过滤器”和“第二过滤器”一体地设置。

在下游侧辅助墨室66的上表面(+Z方向侧的面)中的-X方向侧的端部,设置有与连通流路67连通的开口A4。

连通流路67以从开口A4向+Z方向延伸后向-X方向侧弯折,进而一边蜿蜒一边朝向-Z方向的形状设置。连通流路67的与开口A4相反的一侧的端部与墨排出流路721连接。

因此,流入到了上游侧辅助墨室65的墨在通过过滤器61移动到下游侧辅助墨室66之后,通过连通流路67流入墨排出流路721。

上游侧辅助墨室65、下游侧辅助墨室66以及连通流路67构成将盒内流路F1与墨排出流路721以不经由墨喷出部10的方式连接的“旁通流路F2”(图9)。

另外,在墨排出流路721中的与旁通流路F2连接的连接位置和出口72之间,设置有作为逆流防止构件的止回阀73(单向阀),该止回阀73使墨在朝向出口72的排出方向上通过,不使墨在与该排出方向相反的方向上通过。

接着,对包括墨盒60在内的喷墨头100的整体中的墨的流动路径进行说明。

图9是说明喷墨头100中的墨的流动路径的示意图。在图9中,为便于说明,以在横向上较长的形状描绘出墨盒60内的过滤器61、上游侧墨室62以及下游侧墨室63。

如图9所示,从外部流入到了入口71的墨通过墨供给流路711,经由开口A1流入墨盒60内的上游侧墨室62。流入到了上游侧墨室62的墨的大部分通过上述盒内流路F1流入墨喷出部10的流入口101。

流入到了流入口101的墨的一部分流入共用墨室13中的第一共用墨室131,剩下的墨流入第二共用墨室132。第一共用墨室131和第二共用墨室132之间的隔壁由墨不能通过的部件(例如树脂)构成。

流入到了第一共用墨室131的墨直接被引导到墨喷出部10的流出口102。

流入到了第二共用墨室132的墨的一部分流入致动器基板12的墨流路而从喷嘴基板11的喷嘴111作为液滴向外部喷出,未从喷嘴111喷出的墨被引导到流出口102。

这样,通过使未从喷嘴111喷出的墨流入第一共用墨室131并从流出口102流出,从而能够在喷墨头100内高效地使墨回流。由此,能够将墨中的气泡排出到外部,或者将从驱动基板30传递到了墨的热与墨一起排出到外部。

第一共用墨室131与第二共用墨室132的容积比被设定为,确保墨从第二共用墨室132向喷嘴111的供给量,并且,通过第一共用墨室131而回流的墨量成为所希望的量。

从墨喷出部10的流出口102流出的墨通过墨排出流路721从出口72(墨排出流路721的出口)向外部排出。

另外,如上所述,在盒内流路F1中流动的墨的一部分从开口A3流入旁通流路F2,以不经由墨喷出部10的方式被引导到墨排出流路721。

另外,通过在墨排出流路721中的与旁通流路F2连接的连接位置和出口72之间设置止回阀73,能够防止墨从出口72侧向墨喷出部10逆流。

图9所示的墨的流动路径中的墨的流动能够通过喷墨记录装置1具有的墨循环机构9而产生。

图10是表示墨循环机构9的结构的示意图。

墨循环机构9具备供给用副盒91、回流用副盒92以及主盒93等。

供给用副盒91储存向喷墨头100的墨盒60供给的墨。供给用副盒91通过墨流路94与入口71连接。

回流用副盒92通过墨流路95与出口72连接,储存从出口72排出的墨。

供给用副盒91以及回流用副盒92通过墨流路96连接。而且,利用设置于墨流路96的泵98,能够使墨从回流用副盒92返回到供给用副盒91。

主盒93储存向供给用副盒91供给的墨。主盒93通过墨流路97与供给用副盒91连接。另外,利用设置于墨流路97的泵99,从主盒93向供给用副盒91供给墨。

供给用副盒91的液面设置在比墨喷出部10的墨喷出面112(以下,也记为“位置基准面”)高的位置,回流用副盒92的液面设置在其液面比位置基准面低的位置。因此,产生由位置基准面与供给用副盒91的水位差引起的压力P1和由位置基准面与回流用副盒92的水位差引起的压力P2。其结果是,入口71处的墨的压力高于出口72处的墨的压力。通过该压力差,产生从入口71经过墨盒60、墨喷出部10朝向出口72的墨的流动,进行向墨喷出部10的墨供给以及从墨喷出部10的墨的排出(回流)。另外,通过变更各副盒内的墨量、各副盒的铅垂方向上的位置,能够调整压力P1以及压力P2,由此能够调整墨的流速。

图11是表示喷墨记录装置1的主要的功能结构的框图。

喷墨记录装置1具备上述的喷墨头单元3、控制部20、输送驱动部82、输入输出接口83以及总线84等。其中,喷墨头单元3具有驱动控制电路81以及设置有驱动元件31和压电元件123的喷墨头100。另外,控制部20具有CPU21(Central Processing Unit:中央处理单元)、RAM22(Random Access Memory:随机存取存储器)、ROM23(Read Only Memory:只读存储器)以及存储部24。

CPU21读出存储于ROM23的各种控制用的程序、设定数据并存储于RAM22,执行该程序来进行各种运算处理。另外,CPU21对喷墨记录装置1的整体动作进行综合控制。

RAM22向CPU21提供作业用的存储空间,存储临时数据。RAM22也可以包括非易失性存储器。

ROM23存储由CPU21执行的各种控制用的程序、设定数据等。需要说明的是,也可以代替ROM23而使用EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory:电可擦可编程只读存储器)、闪存等能够改写的非易失性存储器。

在存储部24中存储有经由输入输出接口83从外部装置200输入的打印作业以及该打印作业所涉及的图像数据。作为存储部24,例如使用HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器),另外,也可以一并使用DRAM(Dynamic Random Access Memory:动态随机存取存储器)等。

驱动控制电路81基于来自控制部20的控制信号,在适当的定时向驱动元件31供给各种控制信号、图像数据。

输送驱动部82基于从CPU21供给的控制信号向驱动输送部2的输送辊2a、2b的电机供给驱动信号,使输送辊2a、2b以规定的速度和定时旋转,使输送带2c环绕移动。

输入输出接口83对外部装置200与控制部20之间的数据的收发进行中介。输入输出接口83例如由各种串行接口、各种并行接口中的任一个或它们的组合构成。

总线84是用于在控制部20与其他结构之间进行信号的收发的路径。

外部装置200例如是个人计算机,经由输入输出接口83向控制部20供给打印作业以及图像数据等。

如上所述,本实施方式的喷墨头100具备:墨喷出部10,所述墨喷出部10在墨喷出面112设置有喷出墨的喷嘴111的开口部,并具有作为进行用于从喷嘴111的开口部喷出墨的动作的动作元件的压电元件123;驱动基板30,所述驱动基板30设置有用于驱动压电元件123的驱动电路;以及墨盒60,所述墨盒60储存向墨喷出部10供给的墨,墨盒60以该墨盒60的相向面60a沿着驱动基板30设置且驱动基板30的热传递到相向面60a的方式设置。

通过这样的结构,能够使墨盒60作为受到驱动基板30的热而向外部排出的散热器发挥作用。即,能够将从驱动基板30传递到了墨盒60的热的一部分从墨盒60的外表面向外部空间排出,或者经由安装有墨盒60的外装部件51向外部排出。另外,传递到了墨盒60的热的一部分传递到墨盒60内的墨,因此,通过将该墨以规定的路径引导到喷墨头100的外部,从而能够将驱动基板30的热与墨一起排出到外部。

由此,能够抑制如下不良情况的产生:因驱动基板30的热传递到墨喷出部10内的墨而使得墨的粘度降低从而无法从喷嘴111进行适当的墨喷出,或者墨喷出部10因驱动基板30的热而膨胀从而导致喷嘴111的位置发生变动。其结果是,能够有效地抑制由驱动基板30的热引起的记录图像的图像品质降低。

另外,驱动基板30在墨喷出部10的与墨喷出面112相反的一侧沿着与墨喷出面112交叉的方向设置。根据如上所述的结构,由于能够利用墨喷出部10的与墨喷出面112相反的一侧的空间来配置驱动基板30,因此,能够将与墨喷出面112平行的方向上的喷墨头100的尺寸抑制为较小并且在喷墨头100设置驱动基板30。另外,通过以墨盒60的相向面60a沿着这样配置的驱动基板30的方式配置墨盒60,能够将与墨喷出面112平行的方向上的喷墨头100的尺寸抑制为较小并且在喷墨头100设置墨盒60。

另外,在墨盒60设置有:向墨喷出部10供给的墨在规定的供给方向上流动的盒内流路F1;以及在盒内流路F1的内部沿着相向面60a设置,并作为供在盒内流路F1中流动的墨通过的第一过滤器的过滤器61。这样,通过在墨盒60内沿着相向面60a设置过滤器61,能够将喷墨头100的尺寸的增大抑制在最小限度,并且能够设置大面积的过滤器61。由此,能够将在盒内流路F1中流动的墨通过过滤器61时的墨的压力损失抑制为较小。因此,能够在能够确保所需的墨的流速的范围内减小用于使墨流动的背压,或者增大同一背压下的墨的流速。由此,能够利用过滤器61高效地捕捉混入墨中的异物。另外,由于能够使墨高效地流动,因此,能够将驱动基板30的热、墨中的气泡更容易地向外部排出。

另外,盒内流路F1具有:在上述供给方向上与过滤器61的上游侧相邻的上游侧墨室62;以及在上述供给方向上与过滤器61的下游侧相邻的下游侧墨室63,在过滤器61的相向面60a侧设置有上游侧墨室62。

在这种结构中,在靠近驱动基板30的一侧设置有上游侧墨室62。流入到了上游侧墨室62的墨在通过过滤器61移动至下游侧墨室62为止的期间,滞留在上游侧墨室62内,因此,容易成为上游侧墨室62内的各部分中的墨的流速一样低的状态。因此,能够将来自驱动基板30的热在上游侧墨室62内的各位置大致均等且高效地传递到墨。由此,能够经由墨盒60内的墨高效地排出来自驱动基板30的热。

另外,墨喷出部10具有供从盒内流路F1流入的墨的一部分流出的流出口102,喷墨头100具备将从墨喷出部10的流出口102流出的墨引导到喷墨头100的外部的墨排出流路721。这样,通过采用将从墨盒60向墨喷出部10供给的墨中的未从喷嘴111喷出的墨引导到外部并使其回流的结构,能够增大墨盒60的盒内流路F1中的墨的流量。由此,能够使传递到了墨的驱动基板30的热、墨中的气泡与墨一起更高效地流动而排出到外部。

另外,喷墨头100具备:旁通流路F2,所述旁通流路F2将盒内流路F1与墨排出流路721以不经由墨喷出部10的方式连接;作为第二过滤器的过滤器61,所述第二过滤器设置在旁通流路F2的内部,供在该旁通流路F2中流动的墨通过;以及止回阀73,所述止回阀73设置在墨排出流路721中的与旁通流路F2连接的连接位置和墨排出流路721的出口(出口72)之间,不使墨在与朝向出口72的方向相反的方向上通过。

通过这样的旁通流路F2,也能够将从驱动基板30传递的热与墨一起从出口72向外部排出,或者将墨中的气泡从出口72向外部排出。另外,通过旁通流路F2的墨的排出路径与通过墨喷出部10的墨的排出路径相比,流路长度短,因此,能够减小压力损失。因此,根据通过旁通流路F2的墨的排出路径,与通过墨喷出部10的墨的排出路径相比,能够高效地进行散热、气泡的除去。

并且,通过设置止回阀73,能够防止墨从出口72侧向墨喷出部10逆流。因此,能够抑制如下不良情况的产生:由于这样的墨的逆流而导致气泡、异物等混入喷嘴111以及与该喷嘴111连通的墨流路。

另外,旁通流路F2设置在墨盒60的内部,第一过滤器以及第二过滤器一体地设置。由此,能够减少构成喷墨头100的部件的数量而抑制制造成本的上升。另外,能够实现喷墨头100的小型化。

另外,喷墨头100具备作为能够装卸地固定墨盒60的安装部件的安装螺钉54。通过采用如上所述能够装卸地固定墨盒60的结构,在过滤器61产生堵塞、随着时间的经过而劣化等的情况下,通过更换墨盒60,能够容易且低成本更换过滤器61。

另外,在墨盒60与驱动基板30之间,设置有覆盖驱动基板30的至少一部分的罩部件52,在罩部件52与墨盒60之间,设置有与罩部件52以及墨盒60接触的散热部件53。由此,能够将驱动基板30的热更高效地传递到墨盒60。

另外,驱动电路工作时的从驱动基板30的前表面散热的散热量大于从驱动基板30的后表面散热的散热量,墨盒60设置在驱动基板30的前表面侧,通过采用上述结构,能够将驱动基板30的热高效地传递到墨盒60并排出。

另外,本实施方式的喷墨记录装置1具备上述喷墨头100,因此,能够有效地抑制由喷墨头100中的驱动基板30的热引起的图像品质降低。

(变形例)

接着,对上述实施方式的变形例进行说明。

在上述实施方式中,在墨盒60中,相对于过滤器61在-Y方向侧(相向面60a侧)设置有上游侧墨室62以及上游侧辅助墨室65,相对于过滤器61在+Y方向侧设置有下游侧墨室63以及下游侧辅助墨室66,但在本变形例中,这些墨室相对于过滤器61的位置关系相反。即,在本变形例中,相对于过滤器61在-Y方向侧(相向面60a侧)设置有下游侧墨室63以及下游侧辅助墨室66,相对于过滤器61在+Y方向侧设置有上游侧墨室62以及上游侧辅助墨室65。

在这种结构中,由于在靠近相向面60a的一侧、即靠近驱动基板30的一侧设置有下游侧墨室63,因此,从上游侧墨室62通过过滤器61移动到下游侧墨室63之后的墨容易受到驱动基板30的热。

在此,如图12所示,在下游侧墨室63中,墨朝向设置在图中右上方的开口A2流动,因此,开口A2附近的区域R中的墨的流速比其他区域中的墨的流速快。

因此,根据在过滤器61的相向面60a侧设置有下游侧墨室63的本变形例的结构,能够将在区域R中墨所吸收的热迅速地排出到引绕流路64,因此,区域R中的排热效率变高(换言之,能够对区域R的范围内进行集中冷却)。因此,通过在驱动基板30中的从Y方向观察与区域R重叠的范围内配置发热量大的电路器件(例如,驱动元件31),从而能够高效地吸收从该电路器件放出的热并与墨一起排出到外部。

需要说明的是,本发明并不限于上述实施方式,能够进行各种变更。

例如,墨盒60的形状以及设置方式不限于在上述实施方式中说明的形状以及设置方式,能够在满足“相向面60a沿着驱动基板30且驱动基板30的热传递到相向面60a”这一条件的范围内采用任意的形状以及设置方式。

列举一例,在上述实施方式中,作为墨盒60,以相向面60a以及相向面60a的相反侧(前表面侧)的面都是平坦的面为例进行了说明,但并不限于此,墨盒60的相向面60a以外的面的形状能够在收纳于喷墨头单元3的范围内采用任意的形状。

另外,在上述实施方式中,列举驱动基板30与墨盒60之间隔着罩部件52以及散热部件53而相向的例子进行了说明,但并不限于此,例如也可以采用驱动基板30与墨盒60直接相向的结构。具体而言,也可以通过在罩部件52中的被墨盒60覆盖的部分设置开口部,从而使驱动基板30的热通过该开口部而直接向墨盒60放射。

另外,在相向面60a沿着驱动基板30的方式中,除了相向面60a与驱动基板30平行的方式之外,还包括相向面60a相对于驱动基板30具有一些角度(例如几度至十几度左右)而倾斜的方式。

另外,也可以代替能够装卸地设置墨盒60的结构,而采用墨盒60不能装卸地被固定的结构。

另外,在上述实施方式中,列举驱动基板30与墨喷出部10的墨喷出面112垂直地设置的例子进行了说明,但并不限于此,驱动基板30能够沿着与墨喷出面112交叉的任意方向设置。另外,在能够确保驱动基板30以及墨盒60的配置空间的情况下,也可以将驱动基板30与墨喷出面112平行地设置。

另外,也可以采用从驱动基板30的后表面侧散热的散热量大于从前表面侧散热的散热量的结构(例如,在驱动基板30的后表面侧安装驱动元件31),并将墨盒60配置在驱动基板30的后表面侧。

另外,上述实施方式的墨盒60中的盒内流路F1的结构为例示,盒内流路F1可以采用能够将从入口71流入的墨向墨喷出部10供给的其他任意的结构。

另外,在上述实施方式中,列举旁通流路F2设置在墨盒60的内部的例子进行了说明,但并不限于此,也可以将旁通流路F2设置在墨盒60的外部。在该情况下,优选在旁通流路F2内设置与墨盒60的过滤器61分开的过滤器(第二过滤器)。

另外,在上述实施方式中,列举墨供给流路711以及墨排出流路721设置在墨盒60内的例子进行了说明,但并不限于此,也可以将墨供给流路711以及墨排出流路721中的至少一方设置在墨盒60的外部。

另外,在上述实施方式中,以具有通过使压电元件123变形而使压力室内的墨的压力变动并喷出墨的、排放模式(vent mode)的喷墨头芯片的喷墨头100为例进行了说明,但其主旨并不限定于此。例如,也可以将本发明应用于具有通过构成压力室的壁面的压电部件反复进行剪切模式(shear mode)型的位移而使压力室内的墨的压力变动并喷出墨的、剪切模式的喷墨头芯片的喷墨头。

另外,在上述各实施方式以及各变形例中,使用由具备输送带2c的输送部2输送记录介质M的例子进行了说明,但其主旨并不限定于此,输送部2例如也可以在旋转的输送滚筒的外周面上保持记录介质M并进行输送。

另外,在上述各实施方式以及各变形例中,以单通路方式的喷墨记录装置1为例进行了说明,但也可以将本发明应用于一边使喷墨头100进行扫描一边进行图像的记录的喷墨记录装置。

对本发明的几个实施方式进行了说明,但本发明的范围并不限于上述实施方式,包含权利要求书所记载的发明的范围及其等同的范围。

工业实用性

本发明可以用于喷墨头以及喷墨记录装置。

附图标记说明

1 喷墨记录装置

2 输送部

3 喷墨头单元

9 墨循环机构

10 墨喷出部

101 流入口

102 流出口

11 喷嘴基板

111 喷嘴

112 墨喷出面

12 致动器基板

123 压电元件

13 共用墨室

131 第一共用墨室

132 第二共用墨室

20 控制部

30 驱动基板

31 驱动元件

32 第一连接器

33 第二连接器

40 配线部件

51 外装部件

52 罩部件

53 散热部件

54 安装螺钉

60 墨盒

60a 相向面

601 基部

602 盖部

603 固定部

61 过滤器

62 上游侧墨室

63 下游侧墨室

64 引绕流路

65 上游侧辅助墨室

66 下游侧辅助墨室

67 连通流路

68 分隔部件

71 入口

711 墨供给流路

72 出口

721 墨排出流路

73 止回阀

100 喷墨头

F1 盒内流路

F2 旁通流路

HC 喷墨头芯片

M 记录介质

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